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| 1 | 电力变压器振动与噪声及其控制措施研究现状与展望显示文摘随着电网系统的快速发展,大容量、高电压电力变压器不断增多,其振动与噪声对设备自身及周边居民的健康造成的影响日益凸显,因此变压器振动与噪声及其控制受到了国内外学者的广泛关注。文中从变压器振动噪声机理、特性、影响因素以及控制措施等方面对国内外研究进展进行综述。分析了硅钢片的磁致伸缩特性及Maxwell应力特性,得出铁心振动噪声的主要来源及数学模型;根据绕组磁场分布及受力分布,分析了绕组轴向及幅向振动特性及数学模型;总结了冷却设备等部件的振动特性。从振动产生、传递到噪声辐射等过程分析了变压器传播特性。从激励-模态-振动-噪声入手,在源、传递路径两方面对减振降噪措施进行了总结。对未来研究重心进行了展望,包括:绕组振动数学模型的完善;铁心和绕组振动的相互影响;仿真研究的完善;基于调整模态特性的变压器减振降噪措施研究;测量手段的多样化。 | 汲胜昌 师愉航 张凡 陆伟锋 | 2019 | 高压电器2019，55，11： | 38 |
| 2 | 基于交叉小波的变压器振动信号幅频特征量提取方法显示文摘为了分析变压器的振动特性和诊断变压器故障,结合变压器不同测试位置的振动信号,通过交叉小波变换提取变压器本体振动数据的主成分,以数据主成分的幅值和频率构成变压器振动信号的幅频特征量。并搭建了振动信号测试平台,采集不同条件下的变压器振动信号,对比分析了变压器空载、短路和带负载运行时的振动信号幅频特征量之间的关系,最后应用幅频特征量诊断变压器绕组松动和铁芯磁路故障。结果表明:幅频特征量能反映变压器振动信号的幅值和频率特征;空载、短路和带负载运行时振动信号的特征频率均为100 Hz,特征幅值存在差异;绕组松动故障主要影响振动信号特征频率,绕组松动后特征频率变大;铁芯磁路故障会导致振动信号的特征频率和幅值均增大。 | 赵莉华 丰遥 谢荣斌 薛静 张霖 王仲 | 2019 | 高电压技术2019，45，2： | 38 |
| 3 | 变压器直流偏磁下异常电流表征振动特性研究显示文摘针对变压器遭受到直流扰动时的铁心振动问题,建立单相双绕组变压器与三相三柱式Yd变压器的直流扰动振动模型。基于电磁耦合原理辨识绕组电流;构建振动谐响应模型研究振动特性,对不同直流扰动时的变压器电磁特性进行仿真计算;分析在直流影响下绕组异常电流和铁心振动加速度的变化特性,并总结其规律。搭建变压器交直流混杂动模实验平台,分别对绕组电流和铁心振动信号进行辨识和采集,并与仿真结果进行对比,证明了该文方法的正确性和有效性。 | 潘超 苏昊 蔡国伟 陈祥 | 2020 | 电工技术学报2020，35，9： | 23 |
| 4 | 电力变压器噪声分析及控制技术研究综述显示文摘针对电力变压器运行产生的噪声问题,从变压器噪声的产生机理和传播途径入手,阐述了变压器噪声控制的重要性,总结了变压器噪声水平的测定方法,介绍了降低变压器噪声的控制策略。在变压器制造工艺方面,建议使用优质硅钢片作为铁心材料,并在设计、制造和安装变压器过程中采取有效降噪措施。在噪声传播途径方面,可采用安装减振底座、消声器、隔音板和隔离间等被动降噪措施,以及以有源降噪技术为主的主动降噪措施。对于换流变压器,可利用滤波技术从源头抑制噪声。 | 许卫东 王林富 汪进 壮定军 张敬敏 章聪 杨慧敏 黎灿兵 | 2020 | 广东电力2020，33，8： | 19 |
| 5 | 直流偏磁条件下电力变压器振动特性研究进展显示文摘基于电力系统中直流偏磁成因及变压器振动机制的分析,结合演绎铁磁材料本构关系的基础理论,从磁畴理论、现象学理论、热力学关系及弹性力学4个角度对磁致伸缩的建模机理与存在的问题进行了分析。在此基础上,对发生直流偏磁时磁致伸缩的现有计算模型进行对比,并讨论了发生直流偏磁时的硅钢片实验与变压器现场测试等研究中的不足,继而探析变压器振动的实验研究中直流电源的引入方式。综合分析现有研究进展后指出,为了给评估变压器承受直流偏磁能力与指导变压器的设计等提供参考,亟需研究直流偏磁时铁磁材料的磁化特性与磁致伸缩的模型这2个科学问题。 | 李长云 郝爱东 娄禹 | 2018 | 电力自动化设备2018，38，6： | 18 |
| 6 | 服役条件下取向硅钢磁致伸缩模型的研究显示文摘硅钢片的磁致伸缩效应是变压器等电力装备本体振动噪声的主要原因。为了准确地建立取向硅钢磁致伸缩模型,依据硅钢磁畴旋转特性,引入磁畴旋转相关参数k1,对J-A模型进行改进;在此基础上,结合二次畴转模型建立取向硅钢的磁致伸缩模型,并用粒子群优化算法(PSO)提取模型中的多个参数。考虑电力变压器服役环境的影响,该文分别在理想正弦,含谐波、直流偏磁不同条件下开展了取向硅钢磁致伸缩特性分析。结果表明在三种不同状态下,建立的模型计算结果与实验测量的磁致伸缩特性结果具有较好的一致性。该文建立的磁致伸缩模型可应用于取向硅钢在服役条件下磁致伸缩特性模拟。 | 祝丽花 李晶晶 朱建国 | 2020 | 电工技术学报2020，35，19： | 16 |
| 7 | 交直流混杂环境下三相变压器绕组振动研究显示文摘针对三相变压器在交直流混杂环境下的直流扰动问题,研究其绕组振动特性。建立Y/D变压器直流入侵状态方程,通过电磁耦合迭代辨识绕组电流,利用振动谐响应模型分析绕组振动。仿真计算变压器在不同运行方式下的直流偏磁电磁特性,研究不同直流扰动时绕组电流的变化及其振动特性,同时将不同条件下的绕组振动情况进行对比并总结规律。搭建三相变压器动模实验平台,开展380V变压器空载和负载直流扰动实验,获取绕组电流与振动信息。利用实验数据验证仿真结果的正确性。 | 刘天舒 苏昊 潘超 | 2020 | 电力系统保护与控制2020，48，8： | 14 |
| 8 | 变压器铁心电磁振动仿真及影响因素研究显示文摘为了研究变压器铁心的电磁振动的多场耦合问题,使用应变能原理修正铁心磁-结构耦合关系对变压器铁心的本体振动进行仿真研究。将硅钢片磁化特性曲线导入到仿真模型中,计算得到线圈中的电流密度以及铁心闭合回路中的磁感应强度分布,实现电场与磁场的耦合。利用应变能原理对磁致伸缩力进行等效,并以等效磁致伸缩力为耦合变量对铁心进行结构瞬态动力分析,得到铁心本体的振动分布。分析铁心电磁振动的影响因素,结果表明:随着铁心预紧应力增大,硅钢片磁致伸缩增量比值增大,铁心振动加剧;随着铁心叠片方向上的弹性模量增大,铁心振动量逐渐降低。仿真结果定性地验证了装配工艺对铁心振动的影响规律。 | 吴健 韩文 田昊洋 姚金雄 | 2021 | 科学技术与工程2021，21，2： | 11 |
| 9 | 谐波对变压器振动特性的影响显示文摘为研究谐波对变压器振动特性的影响,分析了变压器铁心在谐波环境下的磁致伸缩特性,含谐波电流的绕组在漏磁场中的受力特性,以及变压器结构件在谐波漏磁场中的振动特性;再结合试验,采用振动加速度传感器测试了变压器在不同谐波负载条件下的振动信号,研究了谐波注入对变压器振动的影响。结果表明,谐波注入后变压器振动时域峰值增大,频谱分布范围扩大。3、5、7、9次谐波注入,振动基频幅值减小,振动高频信号中300、500、700、900Hz分量幅值显著增加,可能与变压器高阶固有频率发生共振导致振动信号在高频位置处出现极大值。振动能量分布在谐波注入后,能量集中位置由低频段转移至高频段,将影响基于振动能量谱变化规律的变压器状态诊断技术的准确性。研究成果为改进基于变压器振动信号的状态检测技术提供了依据。 | 赵莉华 丰遥 谢荣斌 王仲 | 2017 | 水电能源科学2017，35，11： | 11 |
| 10 | 大型变压器铁心振动与励磁电压频率和幅值的相关性研究显示文摘本文中作者分析了大型变压器铁心磁致伸缩特性和铁心硅钢片受力机理,进行了500kV换流变铁心振动的测试,开展了变压器铁心振动与励磁电压频率、幅值的相关性研究。 | 潘志城 楚金伟 邓军 张晋寅 梁晨 黎大健 | 2020 | 变压器2020，57，11： | 10 |
| 11 | 地铁辅助变流器用变压器电磁振动计算与减振分析显示文摘针对某地铁辅助变流器用变压器振动问题,进行了变压器模态测试及振动测试,基于试验条件与模型修正方法,建立了变压器电磁场、电磁激振力、振动响应的多物理场耦合分析流程,计算分析了变压器因磁致伸缩产生的电磁力及其电磁振动特性。结果表明:考虑实际电流源三相不对称谐波电流时,铁心磁通密度含有较丰富的3、5、7、9、11次谐波分量,该谐波分量导致铁心产生较大谐波振动。在此基础上提出变压器减振方案,经过仿真计算验证了所提方案的合理性,具有一定工程应用价值。 | 丁杰 张平 尚敬 刘海涛 李华 | 2019 | 振动与冲击2019，38，3： | 9 |
| 12 | 高压电抗器振动特性及实验分析显示文摘为进一步研究高压电抗器振动机理及特性,针对一台油浸式并联电抗器,根据其结构特点和受力情况,建立了绕组与铁心的振动数学模型,理论分析了电抗器振动特性;对油浸式并联电抗器进行振动实验,研究了不同测点的振动特性、最佳测点的选择、不同电压下振动变化规律与振动信号特征频率。研究结果表明:电抗器振动频率以100 Hz为主,内部铁心饼表面振动幅值最大,在油箱外部采集的振动信号与内部具有相同的振动特性,可以反映电抗器内部运行状态。研究结果为电抗器减振降噪以及基于振动法分析电抗器故障提供了有效信息与有效依据。 | 魏旭 吴书煜 姜宁 陈轩 谭风雷 马宏忠 赵若妤 潘信诚 | 2019 | 高压电器2019，55，11： | 9 |
| 13 | 考虑力-磁耦合效应的无取向电工钢片磁致伸缩模型的改进显示文摘硅钢铁心结构的振动噪声成为制约电工装备节能化发展的瓶颈问题。采用夹紧措施可抑制铁心振动,但夹紧力会改变铁心磁性能,且施加不当可导致铁心振动加剧甚至损坏,原因为应力使硅钢材料磁畴产生旋转和壁移,引起磁致伸缩饱和,造成振动加剧。因此,为了实现硅钢铁心应力加载问题的准确预测,需建立基于应力下饱和磁畴壁移效应的电工钢片磁致伸缩模型。首先,该文提出基于力-磁耦合效应的磁致伸缩改进模型,并通过耦合Weiss分子场、退磁系数和钉扎效应参数考虑磁致伸缩的滞回特性;然后,测量无取向电工钢片的磁滞和磁致伸缩回线,提取控制饱和磁畴壁移的磁场和形变等模型参数;最后,编程实现模型的仿真,通过对比仿真及实验的磁致伸缩应变曲线,验证模型的准确性。 | 贲彤 陈芳媛 陈龙 闫荣格 | 2021 | 中国电机工程学报2021，41，15： | 9 |
| 14 | 电力变压器铁心硅钢片振动与微观变形特性研究显示文摘电力变压器本体噪声主要来源于铁心硅钢片的磁致伸缩产生的振动。依据实际50 MVA/110 kV变压器铁心结构,搭建了四角铁心模型,研究了变压器铁心不同区域,不同方向的振动情况以及铁心硅钢片磁致伸缩机理。结果表明:硅钢片中心区域的振动值明显小于硅钢片接缝区域的数值,平行方向振动值小于垂直方向;在硅钢片中心区域,垂直方向上振动峰值频率主要出现在100、200、300、400 Hz等频段,平行方向上为100、200、600 Hz等频段;在硅钢片接缝区域,垂直方向上振动峰值频率主要出现在100、200、300、500 Hz等频段;平行方向上为100、200、300、600,700 Hz等频段;铁心硅钢片在施加磁场后的平面中心区域与接缝区域磁致伸缩均由晶界移动、晶粒变形和转动行为引发。 | 侯东 王广克 邱宁 聂京凯 吕中宾 郭星 张嵩阳 韩钰 | 2019 | 高压电器2019，55，11： | 8 |
| 15 | 交直流混杂模式下变压器励磁-振动特性研究显示文摘针对直流扰动下电力变压器铁心振动问题,提出一种励磁-振动谐响应模型。建立交直 流混杂模式下的变压器电磁耦合状态方程,基于能量扰动原理计算动态电感与时域电流两个状态 变量,在此基础上研究励磁电流辨识方法,利用励磁电流表征变压器的励磁饱和状态,构建励磁- 振动谐响应模型。仿真模拟变压器在交直流混杂模式运行的电磁特性,计算不同直流扰动下的励 磁电流与铁心振动加速度,并对励磁电流进行谐波分析,总结励磁电流变化规律和铁心振动特性 之间的关系。搭建220V单相变压器交直流混杂动模实验平台,在不同直流扰动下,利用励磁参 数辨识模块辨识励磁电流,利用振动监测模块采集变压器铁心振动信号,并将仿真结果与实验数 据进行对比,验证仿真模型的正确性。 | 潘超 衣双园 蔡国伟 郑永健 | 2019 | 电工技术学报2019，34，18： | 8 |
| 16 | 直流偏磁下叠片铁心磁致伸缩的实验测试与分析显示文摘电工钢片磁致伸缩效应是引起变压器铁心振动,并产生噪声的主要原因之一,直流偏磁的存在加剧了铁心的磁致伸缩形变。基于爱泼斯坦方圈装置开发了电工钢片叠片结构磁致伸缩特性测量系统,测量并分析了取向电工钢片叠片结构在不同直流偏磁磁场、磁化角度及磁化强度下磁致伸缩主应变大小和方向的变化情况,对比分析了单片电工钢片与其叠片结构磁致伸缩特性的差异,讨论了直流偏磁磁场对叠片结构磁致伸缩特性的影响,并建立了材料磁致伸缩特性数据库。基于上述测量数据,计算了直流偏磁下单相变压器铁心模型的磁致伸缩应变,并与实测值进行了对比验证,为直流偏磁下变压器铁心振动噪声的研究奠定基础。 | 王振 张艳丽 张殿海 任自艳 谢德馨 | 2018 | 中国电机工程学报2018，38，16： | 8 |
| 17 | 双线圈铁镓合金换能器的输出特性显示文摘为了探究铁镓合金在不同磁场频率下产生应变和输出能量的变化规律,设计了一种双励磁线圈结构的铁镓换能器,研究了铁镓合金换能器的静态和动态输出特性。基于有限元法计算了铁镓合金换能器上棒状铁镓合金在不同频率下的磁场分布情况。利用磁能与机械能的转换关系,分析了铁镓合金换能器在不同磁场频率下的电磁损耗、磁能存储和输出机械能变化规律。结果表明,随着磁场强度的增加,铁镓合金换能器的静态输出应变和输出位移先线性增大之后趋于饱和。铁镓合金换能器静态输出的最大应变为80×10^(-6),输出的最大位移为3×10^(-6)m。棒状铁镓合金的最顶端和最底端的磁场强度较大,且随着磁场频率的增加而降低;棒状铁镓合金的中间部分磁场强度较小但分布均匀,且随着磁场频率增加而增加。铁镓合金换能器的动态输出位移曲线为蝶形曲线,在磁场频率为50 Hz时,铁镓合金换能器输出的机械能最大为69.598 J/m^3。 | 翁玲 曹晓宁 胡秀玉 黄文美 王博文 | 2018 | 电工技术学报2018，33，19： | 7 |
| 18 | 阀侧并联电容降低换流变压器振动与噪声的机理研究显示文摘理论分析了阀侧并联电容降低换流变压器振动与噪声的机理,搭建了12脉波整流原理样机试验系统,并在半消声室开展了换流变压器振动和噪声测试试验,验证了换流变压器阀侧并联电容降噪的有效性。 | 赵亮 罗隆福 张民 孙建涛 代双寅 梁宁川 | 2020 | 变压器2020，57，10： | 6 |
| 19 | 干式变压器有限元仿真模型的电磁和振动分析显示文摘干式变压器在运行时存在着振动和噪声的问题,为了对干式变压器振动的规律与特点进行研究,该文建立了干式变压器本体振动的有限元仿真模型,通过电磁分析获得相应的磁场分布,然后利用结构动力学分析得到其本体振动的相关规律.通过对处于运行状态的变压器振动数据进行实测分析,得到变压器振动的特征频率,然后与仿真结果进行对比分析,可以发现变压器的振动存在特征频率.该文的研究结果可对干式变压器的减振降噪研究提供参考. | 陆昕 周雄 钱帅伟 潘笑 | 2020 | 应用声学2020，39，4： | 6 |
| 20 | 基于多频陷波滤波和信号功率变参数的变结构FXLMS自适应变压器有源降噪算法显示文摘为了改善变压器有源降噪系统的性能,提出了基于多频陷波滤波和信号功率变参数的变结构滤波-X最小均方(filter-X least mean square,FXLMS)自适应有源降噪算法。该算法以变结构FXLMS算法为核心,针对变压器噪声的特点,采用多频陷波滤波技术实现了系统无参考传声器的设计,降低硬件成本并节约占地面积。采用随机噪声法对系统次级通道进行在线建模,并提出了'实时建模,延时更新'的策略,以及基于信号功率的变建模收敛系数和变随机噪声幅值相结合的方法,以降低引入的随机噪声幅值,并保证建模的准确性。同时,基于信号功率实现了对降噪收敛系数的自适应调节。仿真和理论分析表明,该算法可加快系统的收敛速度,提高系统的稳定性和降噪量。设计的软件平台与硬件设备相结合的变压器有源降噪系统,在额定运行的50MVA变压器降噪实验中,实现了误差传声器处10~18d B的降噪效果,平均声能量密度降低90.01%~98.41%,验证了算法对实际电力变压器噪声的降噪有效性。 | 赵彤 梁家碧 刘晗 邹亮 张黎 | 2017 | 中国电机工程学报2017，37，22： | 6 |
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